CN107120235A - 一种减少鸟击事件的风力发电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种减少鸟击事件的风力发电设备，包括基座、风车杆、轴座、轮毂、叶片和尾翼，轴座还包括探测装置和刹车装置，探测装置包括超声波探测器、升降机构和旋转机构，升降机构包括驱动室和设置在驱动室内的第一电机、驱动杆、连杆、升降杆和导向组件，旋转机构包括第二电机、蜗杆、蜗轮、转轴和旋转杆，刹车装置包括第三电机、丝杆、滑块、限位杆和限位环，该减少鸟击事件的风力发电设备，通过探测装置对设备周围的鸟类进行探测，当发现鸟类的存在时，通过刹车装置使叶片暂时停止运转，减少了鸟击事件发生的频率，进而避免对鸟类造成伤害和对设备造成损坏。

Description

一种减少鸟击事件的风力发电设备
技术领域
本发明涉及风力发电设备领域，特别涉及一种减少鸟击事件的风力发电设备。
背景技术
风力发电设备是将风能转换为机械能，机械能带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备，近年来，风力发电设备作为动力源替代人力、畜力，对生产力的发展发挥着重要作用。
风力发电设备能够降低对化石燃料的依赖，但运作时却会危及鸟类的安全，对于鸟类而言，其飞行路径受到了阻碍，增加了鸟类撞上风车(俗称鸟击)事件发生的频率，而鸟击事件不仅对鸟类造成伤害，还对风力发电设备造成损坏，带来一定的经济损失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种减少鸟击事件的风力发电设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种减少鸟击事件的风力发电设备，包括基座、风车杆、轴座、轮毂、叶片和尾翼，所述轴座内设有风轮轴，所述风轮轴与轮毂传动连接，所述轴座还包括探测装置和刹车装置，所述探测装置设置在轴座的上方，所述刹车装置设置在轴座内，所述刹车装置位于风轮轴的一侧；
所述探测装置包括超声波探测器、升降机构和旋转机构，所述旋转机构设置在升降机构的上方，所述超声波探测器设置在旋转机构上；
所述升降机构包括驱动室和设置在驱动室内的第一电机、驱动杆、连杆、升降杆和导向组件，所述连杆水平设置，所述连杆的一侧设有第一限位槽，所述第一限位槽沿着连杆的侧面水平延伸，所述驱动杆竖向设置，所述驱动杆的顶端设有第一限位块，所述第一限位块位于第一限位槽内，所述第一限位块与第一限位槽滑动连接，所述第一电机的输出轴与水平面平行且与连杆垂直，所述驱动杆的底端与第一电机的输出轴连接，所述导向组件有两个，所述连杆的两端均设有滑动块，两个滑动块分别位于两个导向组件内，两个滑动块分别与两个导向组件滑动连接，所述第一电机通过驱动杆驱动连杆上下移动，所述升降杆竖向设置，所述驱动室的顶面设有开口，所述升降杆的底端与连杆连接，所述升降杆的顶端经开口伸出驱动室，所述升降杆的上方水平设置有升降台，所述旋转机构设置在升降台的上方；
所述旋转机构包括第二电机、蜗杆、蜗轮、转轴和旋转杆，所述第二电机与蜗杆传动连接，所述转轴竖向设置，所述转轴的底端通过轴承与升降台连接，所述旋转杆设置在转轴的顶端，所述旋转杆水平设置在转轴的一侧，所述蜗轮套设在转轴上，所述蜗轮与蜗杆啮合，所述旋转杆设置在转轴和超声波探测器之间；
所述刹车装置包括第三电机、丝杆、滑块、限位杆和限位环，所述丝杆竖向设置，所述第三电机与丝杆传动连接，所述滑块上设有螺纹孔，所述丝杆经螺纹孔穿过滑块，所述丝杆与滑块螺纹连接，所述丝杆上设有两段旋向相反的螺纹，所述滑块有两个，两个滑块分别与两段设有相反螺纹的丝杆螺纹连接，所述限位杆与丝杆平行，所述限位杆上设有第二限位槽，所述第二限位槽沿着限位杆的侧壁竖向延伸，所述滑块的一侧设有第二限位块，所述第二限位块位于第二限位槽内，所述第二限位块与第二限位槽匹配且滑动连接，所述限位环为半圆环形，所述限位环有两个，两个限位环分别与两个滑块连接，两个限位环的内圈正对设置，所述风轮轴位于两个限位环之间，两个限位环的内圈上均设有刹车片；
所述轴座内还设有PLC，所述超声波探测器和第三电机均与PLC电连接。
作为优选，为了提高连杆的滑动精度及滑动过程的稳定性，所述导向组件包括两根相互平行的导向杆，所述滑动块位于两根导向杆之间，所述滑动块分别与两根导向杆滑动连接。
作为优选，为了使第一限位块在第一限位槽内快速滑动，所述第一限位块的表面和第一限位槽的槽壁上均设有特氟隆涂层。
作为优选，为了保证连杆滑动的稳定性，所述滑动块的表面和导向杆的内壁上均设有耐磨涂料。
作为优选，为了进一步对鸟类进行驱赶，所述转轴的上方设有防鸟刺。
作为优选，为了提高滑块与限位杆连接的牢固性，所述第二限位槽为燕尾槽。
作为优选，为了保证刹车性能，所述刹车片为陶瓷刹车片。
作为优选，为了延长刹车片的使用寿命，所述限位环内设有压力传感器，所述压力传感器和第三电机均与PLC电连接。
作为优选，为了便于维修，所述风车杆上设有爬梯。
作为优选，为了使设备的工作状态智能化，所述第一电机、第二电机和第三电机均为伺服电机。
本发明的有益效果是，该减少鸟击事件的风力发电设备，通过探测装置对设备周围的鸟类进行探测，当发现鸟类的存在时，通过刹车装置使叶片暂时停止运转，减少了鸟击事件发生的频率，进而避免对鸟类造成伤害和对设备造成损坏。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一种减少鸟击事件的风力发电设备的结构示意图。
图2是本发明的一种减少鸟击事件的风力发电设备的升降机构的结构示意图。
图3是本发明的一种减少鸟击事件的风力发电设备的超声波探测器与旋转机构的连接结构示意图。
图4是本发明的一种减少鸟击事件的风力发电设备的刹车装置的结构示意图。
图中：1.基座，2.风车杆，3.轴座，4.轮毂，5.叶片，6.尾翼，7.风轮轴，8.探测装置，9.刹车装置，10.超声波探测器，11.驱动室，12.第一电机，13.驱动杆，14.连杆，15.升降杆，16.升降台，17.第二电机，18.蜗杆，19.蜗轮，20.转轴，21.旋转杆，22.第三电机，23.丝杆，24.滑块，25.限位杆，26.限位环，27.导向杆。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-4所示，一种减少鸟击事件的风力发电设备，包括基座1、风车杆2、轴座3、轮毂4、叶片5和尾翼6，所述轴座3内设有风轮轴7，所述风轮轴7与轮毂4传动连接，所述轴座3还包括探测装置8和刹车装置9，所述探测装置8设置在轴座3的上方，所述刹车装置9设置在轴座3内，所述刹车装置9位于风轮轴7的一侧；
通过探测装置8对设备周围的鸟类进行探测，当发现鸟类的存在时，通过刹车装置9使叶片5暂时停止运转，减少了鸟击事件发生的频率，进而避免对鸟类造成伤害和对设备造成损坏。
所述探测装置8包括超声波探测器10、升降机构和旋转机构，所述旋转机构设置在升降机构的上方，所述超声波探测器10设置在旋转机构上；
所述升降机构包括驱动室11和设置在驱动室11内的第一电机12、驱动杆13、连杆14、升降杆15和导向组件，所述连杆14水平设置，所述连杆14的一侧设有第一限位槽，所述第一限位槽沿着连杆14的侧面水平延伸，所述驱动杆13竖向设置，所述驱动杆13的顶端设有第一限位块，所述第一限位块位于第一限位槽内，所述第一限位块与第一限位槽滑动连接，所述第一电机12的输出轴与水平面平行且与连杆14垂直，所述驱动杆13的底端与第一电机12的输出轴连接，所述导向组件有两个，所述连杆14的两端均设有滑动块，两个滑动块分别位于两个导向组件内，两个滑动块分别与两个导向组件滑动连接，所述第一电机12通过驱动杆13驱动连杆14上下移动，所述升降杆15竖向设置，所述驱动室11的顶面设有开口，所述升降杆15的底端与连杆14连接，所述升降杆15的顶端经开口伸出驱动室11，所述升降杆15的上方水平设置有升降台16，所述旋转机构设置在升降台16的上方；
所述旋转机构包括第二电机17、蜗杆18、蜗轮19、转轴20和旋转杆21，所述第二电机17与蜗杆18传动连接，所述转轴20竖向设置，所述转轴20的底端通过轴承与升降台16连接，所述旋转杆21设置在转轴20的顶端，所述旋转杆21水平设置在转轴20的一侧，所述蜗轮19套设在转轴20上，所述蜗轮19与蜗杆18啮合，所述旋转杆21设置在转轴20和超声波探测器10之间；
所述刹车装置9包括第三电机22、丝杆23、滑块24、限位杆25和限位环26，所述丝杆23竖向设置，所述第三电机22与丝杆23传动连接，所述滑块24上设有螺纹孔，所述丝杆23经螺纹孔穿过滑块24，所述丝杆23与滑块24螺纹连接，所述丝杆23上设有两段旋向相反的螺纹，所述滑块24有两个，两个滑块24分别与两段设有相反螺纹的丝杆23螺纹连接，所述限位杆25与丝杆23平行，所述限位杆25上设有第二限位槽，所述第二限位槽沿着限位杆25的侧壁竖向延伸，所述滑块24的一侧设有第二限位块，所述第二限位块位于第二限位槽内，所述第二限位块与第二限位槽匹配且滑动连接，所述限位环26为半圆环形，所述限位环26有两个，两个限位环26分别与两个滑块24连接，两个限位环26的内圈正对设置，所述风轮轴7位于两个限位环26之间，两个限位环26的内圈上均设有刹车片；
所述轴座3内还设有PLC，所述超声波探测器10和第三电机22均与PLC电连接。
启动第一电机12，第一电机12通过驱动杆13驱动连杆14沿着导向组件上下移动，使得升降杆15上下移动，从而使超声波探测器10做上下往复运动，同时，启动第二电机17，第二电机17驱动蜗杆18转动，蜗杆18通过蜗轮19驱动转轴20旋转，使得旋转杆21带动超声波探测器10转动，从而使超声波探测器10边旋转边上下往复升降，更大范围地对设备周围的鸟类进行探测，当发现鸟类的存在时，超声波探测器10将信号传给PLC，PLC控制第三电机22工作，第三电机22驱动丝杆23转动，使得两个滑块24做相向运动，带动两个限位环26相互靠近，直到限位环26内圈的刹车片与风轮轴7抵靠，刹车片与风轮轴7产生摩擦力，使风轮轴7停止转动，从而使叶片5暂时停止运转，减少了鸟击事件发生的频率，进而避免对鸟类造成伤害和对设备造成损坏。
作为优选，为了提高连杆14的滑动精度及滑动过程的稳定性，所述导向组件包括两根相互平行的导向杆27，所述滑动块位于两根导向杆27之间，所述滑动块分别与两根导向杆27滑动连接，两根导向杆27能够将滑动块的运动轨迹限制在一定范围内，使得滑动块更稳定地移动，从而提高连杆14的滑动精度及滑动过程的稳定性。
作为优选，为了使第一限位块在第一限位槽内快速滑动，所述第一限位块的表面和第一限位槽的槽壁上均设有特氟隆涂层，由于特氟隆涂层具有较低的摩擦系数，其润滑性，特别是自润滑性非常好，对其他物质几乎不粘附，故能减小第一限位块与第一限位槽间的摩擦力，使第一限位块在第一限位槽内快速滑动。
作为优选，为了保证连杆14滑动的稳定性，所述滑动块的表面和导向杆27的内壁上均设有耐磨涂料，由于滑动块长时间在两根导向杆27之间滑动，容易造成磨损，而耐磨涂料能减少滑动块与导向杆27内壁的磨损，避免影响导向杆27对滑动块导向的精确性，从而保证连杆14滑动的稳定性。
作为优选，为了进一步对鸟类进行驱赶，所述转轴20的上方设有防鸟刺。
作为优选，为了提高滑块24与限位杆25连接的牢固性，所述第二限位槽为燕尾槽。
作为优选，为了保证刹车性能，所述刹车片为陶瓷刹车片，刹车片由于高速大力制动时，在摩擦表面产生高温，在此高温下，陶瓷刹车片表面会发生金属陶瓷烧结类似反应，使刹车片在此温度下有良好的稳定性。而传统的刹车片在此温度下不会产生烧结反应，由于表面温度急剧升高会使表面物质熔化甚至产生气垫，这就有造成连续刹车后刹车性能急剧降低或者刹车全失的情况，故陶瓷刹车片能够更好地保证刹车性能。
作为优选，为了延长刹车片的使用寿命，所述限位环26内设有压力传感器，所述压力传感器和第三电机22均与PLC电连接，当压力传感器感应到压力过大时，说明限位环26对风轮轴7压得过紧，会产生过高的温度损坏刹车片，此时压力传感器将信号传给PLC，PLC控制第三电机22工作，使得两个限位环26稍稍分开，对刹车片进行保护，从而延长刹车片的使用寿命。
作为优选，为了便于维修，所述风车杆2上设有爬梯。
作为优选，为了使设备的工作状态智能化，所述第一电机12、第二电机17和第三电机22均为伺服电机，由于伺服电机可使控制速度、位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，故能形成智能操控系统，使探测装置8和刹车装置9更好地配合工作。
与现有技术相比，该减少鸟击事件的风力发电设备，通过探测装置8对设备周围的鸟类进行探测，当发现鸟类的存在时，通过刹车装置9使叶片5暂时停止运转，减少了鸟击事件发生的频率，进而避免对鸟类造成伤害和对设备造成损坏。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种减少鸟击事件的风力发电设备，其特征在于，包括基座(1)、风车杆(2)、轴座(3)、轮毂(4)、叶片(5)和尾翼(6)，所述轴座(3)内设有风轮轴(7)，所述风轮轴(7)与轮毂(4)传动连接，所述轴座(3)还包括探测装置(8)和刹车装置(9)，所述探测装置(8)设置在轴座(3)的上方，所述刹车装置(9)设置在轴座(3)内，所述刹车装置(9)位于风轮轴(7)的一侧；
所述探测装置(8)包括超声波探测器(10)、升降机构和旋转机构，所述旋转机构设置在升降机构的上方，所述超声波探测器(10)设置在旋转机构上；
所述升降机构包括驱动室(11)和设置在驱动室(11)内的第一电机(12)、驱动杆(13)、连杆(14)、升降杆(15)和导向组件，所述连杆(14)水平设置，所述连杆(14)的一侧设有第一限位槽，所述第一限位槽沿着连杆(14)的侧面水平延伸，所述驱动杆(13)竖向设置，所述驱动杆(13)的顶端设有第一限位块，所述第一限位块位于第一限位槽内，所述第一限位块与第一限位槽滑动连接，所述第一电机(12)的输出轴与水平面平行且与连杆(14)垂直，所述驱动杆(13)的底端与第一电机(12)的输出轴连接，所述导向组件有两个，所述连杆(14)的两端均设有滑动块，两个滑动块分别位于两个导向组件内，两个滑动块分别与两个导向组件滑动连接，所述第一电机(12)通过驱动杆(13)驱动连杆(14)上下移动，所述升降杆(15)竖向设置，所述驱动室(11)的顶面设有开口，所述升降杆(15)的底端与连杆(14)连接，所述升降杆(15)的顶端经开口伸出驱动室(11)，所述升降杆(15)的上方水平设置有升降台(16)，所述旋转机构设置在升降台(16)的上方；
所述旋转机构包括第二电机(17)、蜗杆(18)、蜗轮(19)、转轴(20)和旋转杆(21)，所述第二电机(17)与蜗杆(18)传动连接，所述转轴(20)竖向设置，所述转轴(20)的底端通过轴承与升降台(16)连接，所述旋转杆(21)设置在转轴(20)的顶端，所述旋转杆(21)水平设置在转轴(20)的一侧，所述蜗轮(19)套设在转轴(20)上，所述蜗轮(19)与蜗杆(18)啮合，所述旋转杆(21)设置在转轴(20)和超声波探测器(10)之间；
所述刹车装置(9)包括第三电机(22)、丝杆(23)、滑块(24)、限位杆(25)和限位环(26)，所述丝杆(23)竖向设置，所述第三电机(22)与丝杆(23)传动连接，所述滑块(24)上设有螺纹孔，所述丝杆(23)经螺纹孔穿过滑块(24)，所述丝杆(23)与滑块(24)螺纹连接，所述丝杆(23)上设有两段旋向相反的螺纹，所述滑块(24)有两个，两个滑块(24)分别与两段设有相反螺纹的丝杆(23)螺纹连接，所述限位杆(25)与丝杆(23)平行，所述限位杆(25)上设有第二限位槽，所述第二限位槽沿着限位杆(25)的侧壁竖向延伸，所述滑块(24)的一侧设有第二限位块，所述第二限位块位于第二限位槽内，所述第二限位块与第二限位槽匹配且滑动连接，所述限位环(26)为半圆环形，所述限位环(26)有两个，两个限位环(26)分别与两个滑块(24)连接，两个限位环(26)的内圈正对设置，所述风轮轴(7)位于两个限位环(26)之间，两个限位环(26)的内圈上均设有刹车片；
所述轴座(3)内还设有PLC，所述超声波探测器(10)和第三电机(22)均与PLC电连接。
2.如权利要求1所述的减少鸟击事件的风力发电设备，其特征在于，所述导向组件包括两根相互平行的导向杆(27)，所述滑动块位于两根导向杆(27)之间，所述滑动块分别与两根导向杆(27)滑动连接。
3.如权利要求1所述的减少鸟击事件的风力发电设备，其特征在于，所述第一限位块的表面和第一限位槽的槽壁上均设有特氟隆涂层。
4.如权利要求2所述的减少鸟击事件的风力发电设备，其特征在于，所述滑动块的表面和导向杆(27)的内壁上均设有耐磨涂料。
5.如权利要求1所述的减少鸟击事件的风力发电设备，其特征在于，所述转轴(20)的上方设有防鸟刺。
6.如权利要求1所述的减少鸟击事件的风力发电设备，其特征在于，所述第二限位槽为燕尾槽。
7.如权利要求1所述的减少鸟击事件的风力发电设备，其特征在于，所述刹车片为陶瓷刹车片。
8.如权利要求1所述的减少鸟击事件的风力发电设备，其特征在于，所述限位环(26)内设有压力传感器，所述压力传感器和第三电机(22)均与PLC电连接。
9.如权利要求1所述的减少鸟击事件的风力发电设备，其特征在于，所述风车杆(2)上设有爬梯。
10.如权利要求1所述的减少鸟击事件的风力发电设备，其特征在于，所述第一电机(12)、第二电机(17)和第三电机(22)均为伺服电机。
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